專利名稱：高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主軸的部件，具體涉及一種高速中心出水主軸給水松刀卸荷 機構。
技術背景 加工中心是由機械設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復雜形狀工件的高效率自 動化機床。目前，在現(xiàn)代化數(shù)控裝備的制造過程中，機床主軸的精度問題是影響機床精度及 穩(wěn)定性的關鍵技術之一，如何提高主軸部件的性能對提高機床綜合性能至關重要。主軸自動松拉刀動作是臥式加工中心、立式加工中心、龍門加工中心等現(xiàn)代數(shù)控 制造裝備必不可少的功能，在其換刀過程中，主軸會因松刀過程產(chǎn)生的軸向力的影響而導 致主軸運動精度保持期及其使用壽命降低；因此，如何在有限的空間內(nèi)防止軸向力對主軸 的影響，保持主軸的精度，對加工中心主軸尤其是對高速電主軸具有著重要意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，以保證主軸的 運動精度，提高其使用壽命。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種高速中心出水主軸給水松 刀卸荷機構，包括卸荷花鍵螺母、反扣花鍵法蘭、法蘭、鉸接接頭、后接頭體、螺塞、后法蘭、 打刀活塞、外缸體、活塞缸體、止轉(zhuǎn)銷和打刀套，主軸活塞設于主軸軸筒內(nèi)，主軸活塞的前端面與位于主軸內(nèi)的主軸碟簧組的后端 面相抵，卸荷花鍵螺母設于主軸軸筒的后端，外缸體的前端設有法蘭，活塞缸體設于外缸體 內(nèi)，活塞缸體的外徑和外缸體的內(nèi)徑配合，后法蘭固定設于活塞缸體的后側，后法蘭的后端 面上設有2個鉸接接頭，反扣花鍵法蘭固定設于活塞缸體的前側，打刀活塞設于活塞缸體 內(nèi)，打刀活塞的外徑和活塞缸體的內(nèi)徑配合；打刀套設于打刀活塞前端，還包括前接頭體、前彈簧組、前密封副、后密封副、中彈簧組、止轉(zhuǎn)銷、軸套、前法蘭 軸套、后彈簧組、前自動分離蓋、擋圈、后自動分離蓋、止轉(zhuǎn)銷、后彈簧、后法蘭軸套和壓墊，所述前接頭體設于主軸活塞的后端，前密封副設于前接頭體的后端，后法蘭軸套 設于打刀活塞與打刀套之間，后彈簧組設于打刀活塞與后法蘭軸套之間，前法蘭軸套與后法蘭軸套前端通過螺釘固定連接，前法蘭軸套的后端依次設有后 彈簧、后自動分離蓋及前自動分離蓋，軸套設于前法蘭軸套的軸孔內(nèi)，其與前法蘭軸套之間設有中彈簧組和止轉(zhuǎn)銷，軸 套的后端設有擋圈，前自動分離蓋內(nèi)端面與擋圈的端面相貼合；軸套前端設有后密封副，前 密封副的后端面與后密封副的前端面平行，且前密封副與后密封副在同一軸線上；后法蘭軸套后端設有后接頭體，后接頭體后端設有直通接頭，壓墊設于打刀套的 外端面上，前彈簧組設于壓墊和反扣花鍵法蘭之間。上文中，外缸體通過螺釘與主軸箱或者主軸外殼相固定；活塞缸體設于外缸體內(nèi)，活塞缸體的外徑和外缸體的內(nèi)徑配合，在固定于法蘭上的止轉(zhuǎn)銷作用下，可在外缸體的空腔內(nèi)左右直線滑動。打刀活塞設于活塞缸體內(nèi)，其外徑和活塞缸體的內(nèi)徑配合，可在活塞缸 體的空腔內(nèi)左右直線滑動。打刀套設于打刀活塞前端，打刀套的前端面與主軸活塞的后端 面保持一定間隙。前自動分離蓋內(nèi)端面與擋圈端面在后彈簧組的作用下相貼合。所述螺塞 設于工藝油孔處。上述技術方案中，所述后彈簧組為圓柱彈簧或碟簧。上述技術方案中，所述后彈簧組的彈簧剛度大于中彈簧組的彈簧剛度。本實用新型的工作原理為后密封副系包括后密封副、軸套、前自動分離蓋及擋 圈，后密封副系有兩組彈簧，兩組彈簧彈力為Fl和F2 ；F3是冷卻介質(zhì)壓力；當不通冷卻介 質(zhì)時，后密封副受力為Fl和F2，且Fl < F2，使得后密封副后移，與前密封后端面脫開微小 距離，因此，在不通介質(zhì)干運轉(zhuǎn)時，兩個密封面保持微小間隙，保護密封面不受損傷；當通冷 卻介質(zhì)時，后密封副系受到力為Fl、F2和F3，且F1+F3 > F2，后密封副系被迫使前移，并與 前密封面結合，恢復密封作用，所以在冷卻介質(zhì)通入旋轉(zhuǎn)接頭時，兩個密封面將會在瞬間 閉合，具體執(zhí)行動作為冷卻介質(zhì)通入直通接頭進入到后接頭體中，由于壓力的作用后自動 分離蓋向前移動并迫使前自動分離蓋也向前移動，并將后彈簧組壓縮，軸套在受中彈簧組 向前推力的作用下向前移動，其上的后密封副隨其一起向前移動并與安裝在前接頭體上的 前密封副的貼合，冷卻介質(zhì)通過后自動分離蓋上的若干個通孔流入到前自動分離蓋內(nèi)部， 并依次通過軸套、后密封副、前密封副、前接頭體、主軸活塞流入與主軸內(nèi)側的彈簧組和主 軸拉桿結構相連的前接頭體內(nèi)部，進而通過主軸和刀具內(nèi)部噴到切削作業(yè)區(qū)域。當機床換刀的時候，主軸處于靜止狀態(tài)，冷卻介質(zhì)停止通入，高壓空氣介質(zhì)將被通 入到直通接頭中，與冷卻介質(zhì)通入過程相同，后密封副系將隨打刀活塞前移，最終兩密封副 貼合，高壓空氣介質(zhì)通過主軸內(nèi)部從主軸錐孔吹出，清除主軸錐孔內(nèi)壁雜質(zhì)灰塵，與此同 時，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從鉸接接頭流出，推動打刀活塞在前止轉(zhuǎn)銷的作用下沿軸 線方向前移，與打刀活塞固定的打刀套隨之前移2mm后與主軸活塞后端面貼合，在反作用 力的作用下，活塞缸體后移并帶動卸荷花鍵螺母的內(nèi)端面與反扣花鍵法蘭的內(nèi)端面貼合， 致使打刀套推動主軸活塞后移繼續(xù)前移7. 5mm(主軸松刀行程)，此過程為主軸松刀；當?shù)毒吒鼡Q后，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從鉸接接頭流出，打刀活塞在液壓介 質(zhì)和前彈簧組合力的作用下后移，主軸活塞在主軸內(nèi)松刀彈簧組的作用下后移，后密封副 系將隨打刀活塞前移，分別恢復到原始位置，此過程為主軸拉刀。由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有的優(yōu)點是1、本實用新型改善了主軸軸承的工作環(huán)境，提高了主軸軸承旋轉(zhuǎn)精度的保持性， 延長了主軸的壽命。2、本實用新型增加了主軸冷卻的干運轉(zhuǎn)功能，實際應用證明，采用本實用新型結 構的主軸可以避免因旋轉(zhuǎn)接頭的偏擺晃動產(chǎn)生的對主軸動平衡的破壞，不僅提高了加工作 業(yè)表面的精度，而且提高了出水主軸的使用壽命。3、采用本實用新型結構的主軸可應用冷卻液、液壓油或空氣，主軸運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速最高 可達50，000轉(zhuǎn)/分鐘，壓力最高可達105bar，溫度最高達120°C，可適用于臥式、立式、龍門 加工中心等高檔數(shù)機床上。
附圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；附圖2為圖1的A-A剖視圖； 附圖3為本實用新型實施例一中卸荷花鍵螺母的立體圖；附圖4為圖3的側視圖；附圖5為本實用新型實施例一中反扣花鍵法蘭的立體圖；附圖6為圖5的側視圖。其中1、主軸軸筒；2、主軸碟簧組；3、主軸活塞；4、卸荷花鍵螺母；5、前接頭體； 6、反扣花鍵法蘭；7、法蘭；8、前彈簧組；9、前密封副；10、后密封副；11、中彈簧組；12、止轉(zhuǎn) 銷；13、軸套；14、前法蘭軸套；15、后彈簧組；16、前自動分離蓋；17、擋圈；18、后自動分離 蓋；19、止轉(zhuǎn)銷；20、21、23、交接接頭；22、后接頭體；23、后彈簧；24、后彈簧；25、螺塞；26、 后法蘭；27、打刀活塞；28、外缸體；29、后法蘭軸套；30、活塞缸體；31、止轉(zhuǎn)銷；32、壓墊； 33、打刀套。
具體實施方式
下面結合圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1 6所示，一種高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，包括卸荷花鍵螺 母4、反扣花鍵法蘭6、法蘭7、鉸接接頭20、21、23、后接頭體22、螺塞25、后法蘭26、打刀活 塞27、外缸體28、活塞缸體30、止轉(zhuǎn)銷31和打刀套33，其中主軸活塞3安裝于主軸軸筒1 的內(nèi)側，其前端與位于主軸內(nèi)側的主軸碟簧組2后端面貼合，卸荷花鍵螺母4安裝于主軸軸 筒1的后端，外缸體28通過螺釘與主軸箱或者主軸外殼相固定，其前端裝有法蘭7，活塞缸 體30安裝于外缸體28的空腔內(nèi)，其外徑和外缸體28的內(nèi)徑配合，在固定于法蘭7上的止 轉(zhuǎn)銷31作用下，可在外缸體28的空腔內(nèi)左右直線滑動，后法蘭26固定于活塞缸體30的后 側，后法蘭26的后端面安裝有兩個鉸接接頭20、23，在工藝油孔處安裝有螺塞25，反扣花鍵 法蘭6固定于活塞缸體30的前側，打刀活塞27安裝于活塞缸體30的空腔內(nèi)，其外徑和活 塞缸體30的內(nèi)徑配合，可在活塞缸體30的空腔內(nèi)左右直線滑動，打刀套33安裝于打刀活 塞27的前端面，其前端面與主軸活塞3的后端面保持一定間隙，還包括前接頭體5、前彈簧 組8、前密封副9、后密封副10、中彈簧組11、止轉(zhuǎn)銷12、軸套13、前法蘭軸套14、后彈簧組 15、前自動分離蓋16、擋圈17、后自動分離蓋18、止轉(zhuǎn)銷19、后彈簧24、后法蘭軸套29、壓墊 32，其中前接頭體5安裝于主軸活塞3的后端面，前密封副9安裝于前接頭體5的后端，后 法蘭軸套29安裝于打刀活塞27與打刀套33之間的內(nèi)腔內(nèi)后彈簧組15安裝于打刀活塞27 與后法蘭軸套29在軸線方向上的內(nèi)腔內(nèi)，前法蘭軸套14與后法蘭軸套29前端通過螺釘固 定，前法蘭軸套14的后端依次安裝有后彈簧24、后自動分離蓋18及前自動分離蓋16，軸套 13安裝于前法蘭軸套14的軸孔內(nèi)，其與前法蘭軸套14之間裝有中彈簧組11和止轉(zhuǎn)銷12， 軸套13后末端裝有擋圈17，前自動分離蓋16內(nèi)端面與擋圈17端面在后彈簧24的作用下 相貼合，軸套13前端裝有后密封副10，前密封副9的后端面與后密封副10的前端面平行， 并且前密封副9與后密封副10在同一軸線上，后法蘭軸套29后端裝有后接頭體22，后接 頭體22后端裝有直通接頭21，壓墊32安裝于打刀套33外端面，前彈簧組8安裝于壓墊32和反扣花鍵法蘭6之間。 上述技術方案中，所述后彈簧組15為圓柱彈簧。述后彈簧組15的彈簧剛度大于 中彈簧組11的彈簧剛度。在打刀活塞27處于最后端位置的時候，前密封副5與后密封副7的兩個密封面保 持一定間隙；在打刀活塞27處于最前端位置的時候，主軸活塞3與打刀套33的兩個臨近端 面間保持一定間隙。本實用新型的工作原理為后密封副系包括后密封副、軸套、前自動分離蓋及擋 圈，后密封副系有兩組彈簧，兩組彈簧彈力為Fl和F2 ；F3是冷卻介質(zhì)壓力；當不通冷卻介 質(zhì)時，后密封副受力為Fl和F2，且Fl < F2，使得后密封副后移，與前密封后端面脫開微小 距離，因此，在不通介質(zhì)干運轉(zhuǎn)時，兩個密封面保持微小間隙，保護密封面不受損傷；當通冷 卻介質(zhì)時，后密封副系受到力為Fl、F2和F3，且F1+F3 > F2，后密封副系被迫使前移，并與 前密封面結合，恢復密封作用，所以在冷卻介質(zhì)通入旋轉(zhuǎn)接頭時，兩個密封面將會在瞬間閉 合，具體執(zhí)行動作為冷卻介質(zhì)通入直通接頭進入到后接頭體中，由于壓力的作用后自動 分離蓋向前移動并迫使前自動分離蓋也向前移動，并將后彈簧組壓縮，軸套在受中彈簧組 向前推力的作用下向前移動，其上的后密封副隨其一起向前移動并與安裝在前接頭體上的 前密封副的貼合，冷卻介質(zhì)通過后自動分離蓋上的若干個通孔流入到前自動分離蓋內(nèi)部， 并依次通過軸套、后密封副、前密封副、前接頭體、主軸活塞流入與主軸內(nèi)側的彈簧組和主 軸拉桿結構相連的前接頭體內(nèi)部，進而通過主軸和刀具內(nèi)部噴到切削作業(yè)區(qū)域。當機床換刀的時候，主軸處于靜止狀態(tài)，冷卻介質(zhì)停止通入，高壓空氣介質(zhì)將被通 入到直通接頭中，與冷卻介質(zhì)通入過程相同，后密封副系將隨打刀活塞前移，最終兩密封副 貼合，高壓空氣介質(zhì)通過主軸內(nèi)部從主軸錐孔吹出，清除主軸錐孔內(nèi)壁雜質(zhì)灰塵，與此同 時，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從鉸接接頭流出，推動打刀活塞在前止轉(zhuǎn)銷的作用下沿軸 線方向前移，與打刀活塞固定的打刀套隨之前移2mm后與主軸活塞后端面貼合，在反作用 力的作用下，活塞缸體后移并帶動卸荷花鍵螺母的內(nèi)端面與反扣花鍵法蘭的內(nèi)端面貼合， 致使打刀套推動主軸活塞后移繼續(xù)前移7. 5mm(主軸松刀行程)，此過程為主軸松刀；當?shù)毒吒鼡Q后，液壓介質(zhì)從鉸接接頭流入并從鉸接接頭流出，打刀活塞在液壓介 質(zhì)和前彈簧組合力的作用下后移，主軸活塞在主軸內(nèi)松刀彈簧組的作用下后移，后密封副 系將隨打刀活塞前移，分別恢復到原始位置，此過程為主軸拉刀。
權利要求一種高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，包括卸荷花鍵螺母(4)、反扣花鍵法蘭(6)、法蘭(7)、鉸接接頭(20、21、23)、后接頭體(22)、螺塞(25)、后法蘭(26)、打刀活塞(27)、外缸體(28)、活塞缸體(30)、止轉(zhuǎn)銷(31)和打刀套(33)，主軸活塞(3)設于主軸軸筒(1)內(nèi)，主軸活塞(3)的前端面與位于主軸內(nèi)的主軸碟簧組(2)的后端面相抵，卸荷花鍵螺母(4)設于主軸軸筒(1)的后端，外缸體(28)的前端設有法蘭(7)，活塞缸體(30)設于外缸體(28)內(nèi)，活塞缸體(30)的外徑和外缸體(28)的內(nèi)徑配合，后法蘭(26)固定設于活塞缸體(30)的后側，后法蘭(26)的后端面上設有2個鉸接接頭(20、23)，反扣花鍵法蘭(6)固定設于活塞缸體(30)的前側，打刀活塞(27)設于活塞缸體(30)內(nèi)，打刀活塞(27)的外徑和活塞缸體(30)的內(nèi)徑配合；打刀套(33)設于打刀活塞(27)前端，其特征在于還包括前接頭體(5)、前彈簧組(8)、前密封副(9)、后密封副(10)、中彈簧組(11)、止轉(zhuǎn)銷(12)、軸套(13)、前法蘭軸套(14)、后彈簧組(15)、前自動分離蓋(16)、擋圈(17)、后自動分離蓋(18)、止轉(zhuǎn)銷(19)、后彈簧(24)、后法蘭軸套(29)和壓墊(32)，所述前接頭體(5)設于主軸活塞(3)的后端，前密封副(9)設于前接頭體(5)的后端，后法蘭軸套(29)設于打刀活塞(27)與打刀套(33)之間，后彈簧組(15)設于打刀活塞(27)與后法蘭軸套(29)之間，前法蘭軸套(14)與后法蘭軸套(29)前端通過螺釘固定連接，前法蘭軸套(14)的后端依次設有后彈簧(24)、后自動分離蓋(18)及前自動分離蓋(16)，軸套(13)設于前法蘭軸套(14)的軸孔內(nèi)，其與前法蘭軸套(14)之間設有中彈簧組(11)和止轉(zhuǎn)銷(12)，軸套(13)的后端設有擋圈(17)，前自動分離蓋(16)內(nèi)端面與擋圈(17)的端面相貼合；軸套(13)前端設有后密封副(10)，前密封副(9)的后端面與后密封副(10)的前端面平行，且前密封副(9)與后密封副(10)在同一軸線上；后法蘭軸套(29)后端設有后接頭體(22)，后接頭體(22)后端設有直通接頭(21)，壓墊(32)設于打刀套(33)的外端面上，前彈簧組(8)設于壓墊(32)和反扣花鍵法蘭(6)之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，其特征在于所述后 彈簧組(15)為圓柱彈簧或碟簧。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，其特征在于所述后 彈簧組(15)的彈簧剛度大于中彈簧組(11)的彈簧剛度。
專利摘要本實用新型公開了一種高速中心出水主軸給水松刀卸荷機構，包括卸荷花鍵螺母、反扣花鍵法蘭、法蘭、鉸接接頭、后接頭體、螺塞、后法蘭、打刀活塞、外缸體、活塞缸體、止轉(zhuǎn)銷和打刀套，還包括前接頭體、前彈簧組、前密封副、后密封副、中彈簧組、止轉(zhuǎn)銷、軸套、前法蘭軸套、后彈簧組、前自動分離蓋、擋圈、后自動分離蓋、止轉(zhuǎn)銷、后彈簧、后法蘭軸套和壓墊。本實用新型改善了主軸軸承的工作環(huán)境，提高了主軸軸承旋轉(zhuǎn)精度的保持性，延長了主軸的壽命。
文檔編號B23Q3/155GK201720722SQ20102011456
公開日2011年1月26日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權日2010年2月4日
發(fā)明者賈德丹 申請人:紐威數(shù)控裝備(蘇州)有限公司